সৃজনশীলঃ ‘উদ্দীপকটি পড়ো এবং…’ ২০২৬ – রাসায়নিক পরিবর্তন, রসায়ন, রসায়ন ১ম পত্র (এইচএসসি)

বিশুদ্ধ পানি অতি অল্পমাত্রায় ধিয়োজিত হয়-

$H_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+{\mathrm{OH}}^{-}$

ভরক্রিয়ার সূত্রমত্তে,

$K=\frac{\left[H^{+}\right]\left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]}{\left[H_{2}O\right]}$

বা, $K\left[H_{2}O\right]=\left[H^{+}\right]\left[\mathrm{OH}\right]$
সামান্য পরিমাণে বিয়োজিত হওয়ায় বিশুদ্ধ পানির ঘনমাত্রা ধুবক ধরা হয়।

$\therefore K_w=\left[H^{+}\right]\times \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]$

বা, $\log \left[H^{+}\right]+\log \left[\mathrm{OH}\right]=\log K_w$ |উভয় পাশে $\log$ নিয়ো
বা, $-\log \left[H^{+}\right]-\log \left[{\mathrm{OH}}^{-}\right]=-\log K_w$

$\begin{array}{cc}\therefore & \mathrm{pH}+\mathrm{pOH}={\mathrm{pK}}_w\\ \therefore & {\mathrm{pK}}_w=\mathrm{pH}+\mathrm{pOH}\end{array}$

${25}^{\circ }C$ তাপমাত্রায় পানির $K_w=1\times {10}^{-14}{\mathrm{mol}}^2{L}^{-2}$

$\begin{array}{cc}& \therefore {\mathrm{pK}}_w=-\log K_w=-\log (1\times {10}^{-14})=14\\ & \therefore \mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14\end{array}$

দেওয়া আছে, 

$\begin{array}{cc}& n_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COONa}}=\frac{16.4}{82}=0.2\mathrm{mole}\\ & n_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}}=\frac{16}{60}=0.2\mathrm{mole}\\ & K_a=1.8\times {10}^{-5}\end{array}$ 

আমরা জানি,

$\mathrm{pH}={\mathrm{pK}}_a+\log \frac{n_{{\mathrm{CH}}_3}\mathrm{COONa}}{n_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}}}$ 

বা, $\mathrm{pH}=-\log \left(K_a\right)+\log \frac{0.2}{0.2}$
বা, $\mathrm{pH}=-\log (1.8\times {10}^{-5})+\log 1$
বা, $\mathrm{pH}=4.74+0$
$\therefore \mathrm{pH}=4.74$ 

উদ্দীপকের X ও Y দুটি হাইড্রোকার্বন যাদের আণবিক ভর 16 এবং 30; যা এক কার্বনবিশিষ্ট মিথেন $\left({\mathrm{CH}}_4\right)$ এবং দুই কার্বনবিশিষ্ট ইখেন $\left(C_2{H}_6\right)$ এর ভর। নিচে এ দুটি হাইড্রোকার্বনের মধ্যে কোনটি জ্বালানি হিসেবে বেশি উপযোগী তা গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ করা হলো- 

${\mathrm{CH}}_4+2O_2⟶{\mathrm{CO}}_2+2H_{2}O$ 

দহন তাপ, 

$\begin{array}{cc}\Delta H& =\{\Delta H_{f\left({\mathrm{CO}}_2\right)}+2\Delta H_{f\left(H_{2}O\right)}\}-\{\Delta H_{f\left({\mathrm{CH}}_4\right)}+2\Delta H_{f\left(O_2\right)}\}\\ & =-395-(220\times 2)+75+0\\ & =-395-440+75\\ & =-760\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}\end{array}$ 

অর্থাৎ $16g{\mathrm{CH}}_4$ কে দহন করলে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ 760 kJ 
$\therefore 1g{\mathrm{CH}}_4$ কে দহন করলে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ $=\frac{760}{16}\mathrm{kJ}=47.5\mathrm{kJ}$ 

$\begin{array}{cc}\Delta H& =\{2\Delta H_{f\left({\mathrm{CO}}_2\right)}+3\Delta H_{f\left(H_{2}O\right)}\}-\{\Delta H_{f\left(C_2{H}_6\right)}+\frac{7}{2}\Delta H_{f\left(O_2\right)}\}\\ & =2(-395)+3(-220)-(-85)-0\\ & =-790-660+85\\ & =-1365\mathrm{kJ}{\mathrm{mol}}^{-1}\end{array}$

অর্থাৎ,

$30g{C}_2{H}_6$ কে দহন করলে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ $=1365\mathrm{kJ}$

$\therefore 1g{C}_2{H}_6$ কে দহন করলে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ $=\frac{1365}{30}\mathrm{kJ}$ 

দেখা যাচ্ছে যে, $1g{\mathrm{CH}}_4$ এর দহন তাপ - 47.5 kJ এবং $1g{C}_2{H}_6$ এর দহন তাপ - 45.5 kJ । যেহেতু 1 g ${\mathrm{CH}}_4$ এর দহন তাপ 1 g $C_2{H}_6$ এর দহন তাপ অপেক্ষা বেশি। সুতরাং ${\mathrm{CH}}_4$ অধিক উত্তম জ্বালানি ।